L'ADN d'une de nos cellules
est endommagé des dizaines de milliers de fois par jour.
Notre corps est composé d'une centaine de milliers de milliards de cellules.
On obtient donc 10 puissance 18 lésions par jour.
Étant donné que l'ADN fournit les informations
aux protéines nécessaires au fonctionnement des cellules,
ces lésions peuvent provoquer des problèmes graves, comme le cancer.
Il y a plusieurs formes de lésions.
Parfois, ce sont les nucléotides, les blocs qui composent l'ADN,
qui sont endommagés,
ou des liaisons entre les nucléotides qui ne sont pas correctes.
Ça provoque des mutations. Des cassures sur un ou les deux brins,
peuvent interférer avec la réplication de l'ADN,
ou être à la source de mutations de l'ADN.
Heureusement, nos cellules ont des mécanismes de réparation,
qui fonctionnent bien la plupart du temps.
Ces mécanismes sont basés sur des enzymes spécialisées.
Chaque enzyme réagit à un type de lésion précis.
Une lésion commune est le mésappariement.
Chaque nucléotide a une base.
Pendant la réplication de l'ADN,
l'enzyme d'ADN polymérase est censée apporter le bon partenaire
et le combiner avec chaque brin matriciel.
L'adénine avec la thymine, la guanine avec la cytosine.
Mais il fait une erreur toutes les cent mille combinaisons.
L'enzyme peut réparer la lésion directement,
en coupant quelques nucléotides, et en les remplaçant par les bonnes.
Juste au cas où l'enzyme a omis une réparation,
un deuxième série de protéines s'assure que tout est en ordre.
Si elles trouvent une erreur,
elle coupe la base incorrecte, et la remplace.
Ce mécanisme s'appelle réparation des mésappariements.
Ensemble, ces deux systèmes réduisent le nombre d'erreur par mésappariement
à une sur 1 milliard.
L'ADN peut aussi être endommagé après la réplication.
De nombreuses molécules différentes
peuvent altérer la chimie des nucléotides.
Certains facteurs proviennent de l'environnement,
comme des composants dans la fumée des cigarettes.
Il y a aussi des molécules naturellement présentes dans les cellules,
le peroxyde d'hydrogène, par exemple.
Certaines mutations sont si communes,
qu'elles ont une enzyme réparatrice qui leur est dédiée.
Les cellules ont aussi des mécanismes de réparation non spécialisés.
Si une seule base est abîmée,
elle peut être réparée avec un mécanisme appelé réparation par excision de base.
Une enzyme excise la base dégradée,
et d'autres enzymes viennent synthétiser le nucléotide enlevé.
Les radiations ultraviolettes causent des lésions plus complexes à réparer.
Elles peuvent mener des nucléotides adjacents à s'agglutiner.
Ceci cause une déformation de la double hélice de l'ADN.
De telles lésions requièrent un mécanisme plus complexe :
la réparation par excision de nucléotides.
Une série de protéines vient enlever le brin de 24 nucléotides, ou plus,
et le remplace par un nouveau.
Des radiations de très haute fréquence, les rayons gamma ou X, par exemple,
provoquent d'autres types de lésions.
Elles peuvent couper un brin, ou les brins doubles d'ADN.
Les cassures des brins doubles sont les plus dangereuses.
Une seule rupture peut mener à la mort de la cellule.
Les deux mécanismes les plus fréquents pour réparer des brins doubles cassés,
sont la réparation par recombinaison homologue,
et la réparation par jonction d'extrémités non homologues.
La recombinaison homologue utilise
une séquence intacte d'ADN identique comme matrice.
Des enzymes entrelacent des brins intacts avec des brins dégradés,
les forcent à échanger des séquences de nucléotides,
et ajoutent les parties manquantes.
Ainsi, on retrouve des segments bicaténaires complets.
La réparation par jonction d'extrémités non homologues,
ne s’appuie pas sur une matrice.
Une série de protéines va ôter quelques nucléotides,
et joindre les deux extrémités cassées.
Ce mécanisme est moins précis.
Il peut causer un changement de l'information génétique.
Il reste néanmoins utile quand de l'ADN identique n'est pas disponible.
Il faut savoir que toutes les mutations génétiques ne sont pas mauvaises.
Les mutations positives permettent aux espèces vivantes d'évoluer.
Mais en principe, on préfère que l'ADN reste identique.
Des défauts dans l'ADN réparé sont associés au vieillissement prématuré,
et à divers types de cancers.
Si vous êtes à la recherche de la fontaine de jouvence,
sachez qu'elle coule déjà tous les jours dans vos cellules,
des milliards et des milliards de fois.